KR20110094415A - Secondary battery pack and connector utilized therein - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차 전지용 전지팩 및 이에 사용되는 컨넥터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 단위 전지들의 직렬 및 병렬 연결에 사용되는 컨넥터 및 그러한 컨넥터들을 이용해서 조립된 이차 전지용 전지팩에 관한 것이다. The present invention relates to a battery pack for a secondary battery and a connector used therein, and more particularly, to a connector used for series and parallel connection of unit cells and a battery pack for a secondary battery assembled using such connectors.
최근, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차 전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동 전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬(이온/폴리머) 이차 전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.Recently, with the development of technology and increasing demand for mobile devices, the demand for secondary batteries is also rapidly increasing. Among them, lithium (ion / polymer) secondary batteries have high energy density, high operating voltage, and excellent storage and life characteristics. It is widely used as an energy source for various electronic products as well as devices.
그러나, 이러한 이차 전지의 내부에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로 안전성이 취약한 단점이 있다. 따라서, 이차 전지에는 과충전, 과전류 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있도록 예를 들어, PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, 보호회로모듈(Protection Circuit Module: PCM) 등과 같은 안전소자들이 전지 셀에 접속된 상태로 구성된다.However, since various combustible materials are built in the secondary battery, there is a risk of overheating, explosion, etc. due to overcharge, overcurrent, and other physical external shocks. Therefore, in the secondary battery, for example, safety devices such as PTC (Positive Temperature Coefficient), Protection Circuit Module (PCM), and the like are connected to the battery cell to effectively control abnormal conditions such as overcharge and overcurrent. It is configured to
이차 전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 하나의 전지 셀의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위 전지들을 전기적으로 연결한 전지 모듈의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지 셀 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(portable DVD), 소형 PC, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 전지 모듈의 사용이 요구된다.The secondary battery may be used in the form of a single battery cell, or in the form of a battery module in which a plurality of unit batteries are electrically connected, depending on the type of external device in which the secondary battery is used. For example, a small device such as a mobile phone can operate for a predetermined time with the output and capacity of one battery cell, while a medium size such as a notebook computer, a portable DVD, a small PC, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, etc. Or large devices require the use of battery modules due to power and capacity issues.
전지 모듈은, 통상적으로 다수의 단위 전지들을 직렬 및/또는 병렬 형태로 전기적으로 연결된 '코어 팩'에 보호회로 등을 접속시킨 '소프트 팩'을 완성하고, 그러한 '소프트 팩'을 하드 케이스로 팩킹한 구조이다. 단위 전지로서 각형 또는 파우치형 전지를 사용하는 경우에는, 넓은 면들이 서로 대면하도록 단위 전지들을 적층한 후 전극 단자들을 버스 바 등의 접속부재에 의해 단위 전지들을 연결한다. 따라서, 육면체 구조의 입체형 전지 모듈(전지 팩)을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 전지가 단위 전지로서 유리하다.The battery module typically completes a 'soft pack' in which a plurality of unit cells are connected to a 'core pack' electrically connected in series and / or in parallel to a protection circuit, and packs the 'soft pack' into a hard case. It is a structure. In the case of using a square or pouch type battery as the unit cells, the unit cells are stacked by connecting the wide side surfaces of the unit cells, and the electrode terminals are connected by a connection member such as a bus bar. Therefore, in the case of manufacturing a three-dimensional battery module (battery pack) having a hexahedral structure, a square or pouch type battery is advantageous as a unit cell.
반면에, 원통형 전지는 일반적으로 각형 및 파우치형 전지에 비해 전기용량은 높지만, 원통형 전지의 외형적 특성상 전술한 바와 같은 적층 구조의 배열이 어렵다. 그러나, 전지 모듈의 형상이 전체적으로 선형 또는 판상형 구조일 때 각형 또는 파우치형 보다 원통형 전지는 구조적인 이점을 가진다. On the other hand, cylindrical batteries generally have higher capacitance than rectangular and pouch type batteries, but due to the external characteristics of the cylindrical batteries, it is difficult to arrange the laminated structure as described above. However, cylindrical cells, rather than square or pouch type, have structural advantages when the shape of the battery module is a linear or plate-like structure as a whole.
따라서, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD, 소형 PC 등의 경우에는 다수의 원통형 전지들을 병렬 및 직렬방식으로 연결한 코어 팩을 전지 모듈(전지팩)의 제조에 많이 사용하고 있다. 그러한 코어 팩으로는, 예를 들어, 2P(병렬)-3S(직렬)의 선형 구조, 2P-3S의 판상형 구조, 2P-4S의 선형 구조, 2P-4S의 판상형 구조 등이 사용되고 있다. Therefore, in the case of a notebook computer, a portable DVD, a small PC, etc., a core pack in which a plurality of cylindrical batteries are connected in parallel and in series is used in the manufacture of a battery module (battery pack). As such a core pack, the linear structure of 2P (parallel) -3S (serial), the plate-like structure of 2P-3S, the linear structure of 2P-4S, the plate-like structure of 2P-4S, etc. are used, for example.
병렬방식의 연결 구조는, 전극 단자들이 동일한 방향으로 배치시킨 상태에서 둘 또는 그 이상의 원통형 전지들을 그것의 측면방향으로 인접하게 배열하여, 접속부재로 용접함으로써 달성된다. 이러한 병렬방식의 원통형 전지들을 "뱅크(bank)"로 칭하기도 한다.A parallel connection structure is achieved by arranging two or more cylindrical batteries adjacent in their lateral direction with electrode terminals arranged in the same direction, and welding them to the connecting member. Such parallel cylindrical cells are also referred to as "banks".
직렬방식의 연결구조는, 서로 반대 극성의 전극 단자들이 연속되도록 둘 또는 그 이상의 원통형 전지들을 길게 배열하거나, 또는 전극 단자들이 서로 반대 방향을 향하도록 배열한 상태에서 둘 또는 그 이상의 원통형 전지들을 측면방향으로 인접하게 배열한 후 접속부재로 용접함으로써 달성된다. 이러한 원통형 전지들의 전기적 연결에는 일반적으로 니켈 플레이트 등과 같은 얇은 판상형 접속부재가 사용된다. 전술한 바와 같은 종래기술에 따른 전지팩 및 그 제조 방법, 전지팩의 단위 전지들을 연결하기 위한 접속부재(컨넥터)에 대해서는, 한국 공개특허번호 제10-2007-0057346호, 제10-2008-0015156호, 제10-2009-0118197호, 및 제 10-2007-0081545호에 개시되어 있다.In series connection structure, two or more cylindrical cells are arranged in a lateral direction with two or more cylindrical cells arranged in a long manner such that electrode terminals of opposite polarities are continuous or arranged in an opposite direction. This is achieved by arranging adjacently to the side and welding with the connecting member. In the electrical connection of such cylindrical batteries, thin plate-like connecting members such as nickel plates are generally used. Regarding the battery pack according to the related art as described above, a method of manufacturing the same, and a connection member (connector) for connecting unit cells of the battery pack, Korean Patent Application Publication No. 10-2007-0057346, 10-2008-0015156 No. 10-2009-0118197, and 10-2007-0081545.
그러나, 전술한 종래기술들에 있어서, 다수의 원통형 전지들의 전극 단자들에 예를 들어, 금속 플레이트와 같은 판상형 접속부재를 용접하는 과정은, 원통형 전지들의 구조적 특성상 매우 복잡하고 정교한 작업 공정으로서 많은 시간을 필요로 한다. 특히, 코어 팩의 구조가 변경될 때마다 그에 대응하는 새로운 구조의 금속 플레이트가 요구되며, 결과적으로 전극 단자들의 전기적 연결을 위한 공정 역시 변경되어야 하는 문제점이 있다. However, in the above-mentioned prior arts, the process of welding a plate-shaped connecting member such as, for example, a metal plate to the electrode terminals of a plurality of cylindrical batteries is a very complicated and sophisticated work process due to the structural characteristics of the cylindrical batteries, which is a long time. need. In particular, every time the structure of the core pack is changed, a metal plate having a new structure corresponding thereto is required, and as a result, a process for electrical connection of the electrode terminals has to be changed.
한편, 각각의 단위 전지들은 금속 플레이트에 연결된 양극 도선과 음극 도선 및 FPCB를 통해 보호회로모듈에 연결되며, 금속 플레이트에 대한 보호회로모듈의 전기적 연결은 일반적으로 솔더링에 의해 행해진다. 그러나, 솔더링 공정은 금속 플레이트 상에 솔더 페이스트를 올려 놓고 가열함으로써 솔더 페이스트를 용융한 상태에서 보호회로 모듈의 접속부를 연결하는 과정을 거치는 바, 금속 플레이트가 매끈한 표면을 가진 경우에는, 용융된 솔더 페이스트가 플레이트 외부로 흘러 내리는 소위, '솔더 아이(eye)' 현상이 발생될 수 있으며, 이러한 용융 솔더 페이스트가 전지 표면에 미치게 되면 단락 등을 유발함으로써 전지의 안정성을 크게 손상시킬 수 있다.On the other hand, each unit cell is connected to the protection circuit module through the positive and negative wires and FPCB connected to the metal plate, the electrical connection of the protective circuit module to the metal plate is generally performed by soldering. However, in the soldering process, the solder paste is placed on the metal plate and heated to connect the connection parts of the protection circuit module while the solder paste is molten. When the metal plate has a smooth surface, the molten solder paste The so-called 'solder eye' phenomenon, which flows out of the plate, may occur, and when the molten solder paste reaches the surface of the battery, a short circuit or the like may be seriously impaired.
일반적으로, 원통형 전지의 일측 단부에는 양극 단자가 돌출되어 있고, 이와 절연된 상태의 외면의 상당 부분에 음극 단자가 구성된다. 따라서, 종래의 전지팩을 구성하기 위해서는, 측면 방향 배열의 단위 전지들 즉, 뱅크의 음극 단자들을 상호 병렬방식으로 연결할 때에는 양극 단자만 노출되도록 뱅크의 상단에 절연용 스페이서를 개재시키거나 절연 시트를 설치해야 한다. 그러므로, 종래의 전지팩은 그러한 절연용 시트 또는 스페이서와 관련된 비용 및 이들의 조립 공정이 증가되는 문제점이 있었다. In general, a positive terminal protrudes from one end of the cylindrical battery, and a negative terminal is formed at a substantial portion of the outer surface insulated from the cylindrical terminal. Therefore, in order to configure a conventional battery pack, when connecting the unit cells of the side-by-side arrangement, that is, the negative terminals of the banks in parallel with each other, an insulating spacer or an insulating sheet is disposed on the top of the bank so that only the positive terminals are exposed. You must install it. Therefore, the conventional battery pack has a problem that the costs associated with such insulating sheets or spacers and their assembly process is increased.
한편, 종래의 전지팩들은 금속 플레이트들의 접속부들이 단위 전지의 케이스에 접촉되는 것을 방지할 수 있도록 예를 들어, 절연성 테이프를 코어 팩의 필요 위치에 부착시키는 별도의 공정이 수반되기 때문에 이와 관련된 제조 원가의 상승 및 조립 공정의 복잡화라는 문제점이 있다. On the other hand, the conventional battery pack is associated with the manufacturing cost of the metal plate, for example, because it involves a separate process for attaching the insulating tape to the required position of the core pack to prevent the contacts of the unit cell case There is a problem that the rise of and the complexity of the assembly process.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서 다음과 같은 목적을 가진다.The present invention has been conceived to solve the above problems and has the following object.
첫째, 코어 팩의 단위 전지들의 연결 및 코어 팩과 보호회로모듈의 연결에 사용되는 금속성 플레이트를 간단한 구조를 가지며 필요 부위에 절연성 코팅부재(예, PI 코팅제)가 도포됨으로써 종래의 다른 절연 부품들을 제거할 수 있도록 구조가 개선된 컨넥터를 제공하는데 그 목적이 있다. First, the metallic plate used for the connection of the unit cells of the core pack and the connection of the core pack and the protection circuit module has a simple structure and an insulating coating member (eg, PI coating agent) is applied to a required portion to remove other conventional insulating components. Its purpose is to provide a connector with an improved structure.
둘째, 종래 금속 플레이트, 와이어 또는 FPCB를 솔더링 작업에 의해 연결하던 것을 전술한 절연성 코팅부재를 가진 컨넥터들을 스폿 용접에 의해 간단하게 접속함으로써 생산성이 증가될 수 있는 전지팩을 제공하는데 그 목적이 있다. Second, the purpose of the present invention is to provide a battery pack in which productivity can be increased by simply connecting the connectors having the above-described insulating coating member by spot welding to connect the conventional metal plate, wire or FPCB by soldering.
일반적으로, '코어 팩(core pack)'과 '소프트 팩(soft pack)'이라는 용어들은 업계에서 혼용되는 경향이 있지만, 본 명세서에서는 단위 전지들이 직렬 및 병렬로 전기적으로 연결된 구성을 '코어 팩'이라 칭하고, 이러한 코어 팩에 보호회로모듈이 전기적으로 연결된 구성을 '소프트 팩'이라 칭한다. 따라서, '전지팩'은 당연히 '소프트 팩'이 외장 케이스에 의해 팩킹되어 필요한 기기의 전원으로 사용될 수 있는 구조를 의미한다. 또한, 종래기술들에 따르면, 코어 팩을 구성하기 위한 별도의 구성요소들과, 소프트 팩을 구성하기 위한 구성요소들이 서로 별도로 마련되어 조립되었지만, 후술하는 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 전지팩은 그러한 구성요소들이 기능들이 통합된 단일 구조의 컨넥터들에 의해 구현될 수 있음을 유의해야 한다.In general, the terms 'core pack' and 'soft pack' tend to be used interchangeably in the industry, but the term 'core pack' refers to a configuration in which unit cells are electrically connected in series and in parallel. The configuration in which the protection circuit module is electrically connected to the core pack is referred to as a 'soft pack'. Therefore, the 'battery pack' of course means a structure in which the 'soft pack' can be packed by an external case and used as a power source for a necessary device. In addition, according to the prior art, although the separate components for constituting the core pack and the components for constituting the soft pack are separately provided and assembled, the battery according to the preferred embodiments of the present invention as described below. The pack should be noted that such components may be implemented by connectors of a single structure in which functions are integrated.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지팩용 컨넥터는, 둘 또는 그 이상의 단위 전지들 상호간에 전기적으로 병렬 연결되고, 둘 또는 그 이상의 단위 전지들 상호간의 전기적으로 직렬 연결된 코어 팩, 및 상기 단위 전지들과 보호회로모듈의 전기적 연결을 위한 전지팩용 컨넥터에 있어서: 각각의 단위 전지의 전극들에 연결될 수 있는 전극 연결부, 상기 보호회로모듈의 단자들에 연결될 수 있는 단자 연결부, 및 적어도 하나의 굴곡부를 가진 본체; 및 상기 전극 연결부와 상기 단자 연결부를 제외한 상기 본체에 코팅된 절연 코팅부재를 구비한다. In order to achieve the above object, a battery pack connector according to a preferred embodiment of the present invention is electrically connected in parallel between two or more unit cells, and electrically connected in series between two or more unit cells. A pack and a connector for a battery pack for electrical connection between the unit cells and the protection circuit module, comprising: an electrode connection portion that can be connected to electrodes of each unit cell, a terminal connection portion that can be connected to terminals of the protection circuit module, And a body having at least one bend; And an insulation coating member coated on the main body except for the electrode connection part and the terminal connection part.
바람직하게, 상기 본체는 니켈로 구성된다. Preferably, the body is made of nickel.
바람직하게, 상기 절연 코팅부재는 폴리이미드(PI) 코팅층을 포함한다. Preferably, the insulating coating member includes a polyimide (PI) coating layer.
바람직하게, 상기 전극 연결부들과 상기 단자 연결부들은 각각 상기 전극들과 상기 단자들에 스폿 용접된다. Preferably, the electrode connections and the terminal connections are spot welded to the electrodes and the terminals, respectively.
바람직하게, 상기 전극 연결부들은 스폿 용접용 슬릿들을 구비한다.Preferably, the electrode connections have slits for spot welding.
바람직하게, 상기 단위 전지는 원통형 전지이다.Preferably, the unit cell is a cylindrical cell.
바람직하게, 상기 굴곡부는 상기 본체의 양측면에 폭 방향으로 인입 형성된 한 쌍의 홈들을 포함한다. Preferably, the bent portion includes a pair of grooves formed in the width direction on both side surfaces of the main body.
바람직하게, 상기 컨넥터는: 상기 코어 팩의 양측 끝단 전극들과 상기 보호회로모듈의 단자 사이에 연결될 수 있는 한 쌍의 제1 컨넥터들, 상기 단위 전지들의 중첩 연결 전극들과 상기 보호회로모듈의 단자 사이에 연결될 수 있는 제2 컨넥터 및 제3 컨넥터로 구성되는 그룹 중 어느 하나이다. Preferably, the connector includes: a pair of first connectors that may be connected between both end electrodes of the core pack and the terminals of the protection circuit module, overlapping connection electrodes of the unit cells, and terminals of the protection circuit module. Any one of a group consisting of a second connector and a third connector that can be connected between.
바람직하게, 상기 각각의 상기 제1 컨넥터는: 상기 코어 팩의 어느 하나의 끝단 뱅크로부터 그 길이 방향의 중심으로 연장되는 연장부를 구비하고; 상기 연장부의 일 끝단에는 상기 전극 연결부가 형성되고 다른 끝단에는 상기 단자 연결부가 형성되며; 상기 굴곡부는 상기 전극 연결부 부근에 형성된다.Advantageously, each said first connector comprises: an extension extending from one end bank of said core pack to a center in its longitudinal direction; The electrode connection part is formed at one end of the extension part and the terminal connection part is formed at the other end; The bent portion is formed near the electrode connection portion.
바람직하게, 상기 절연 코팅부재는 상기 연장부에만 형성된다. Preferably, the insulating coating member is formed only in the extension portion.
바람직하게, 제2 컨넥터는: 상기 전극 연결부를 형성할 수 있도록 중앙에 중앙 굴곡부를 가지며 서로 이격된 다수의 스폿 용접점을 가진 제1 플레이트; 및 상기 제1 플레이트의 일 끝단으로부터 연장되고, 그 끝단에 상기 단자 연결부가 마련되며 상기 제1 플레이트 부근에 사이드 굴곡부가 형성된 제2 플레이트를 구비한다. Preferably, the second connector comprises: a first plate having a central bent portion at the center to form the electrode connection portion and having a plurality of spot welding points spaced apart from each other; And a second plate extending from one end of the first plate, the terminal connection part being provided at an end thereof, and a side bent part formed near the first plate.
바람직하게, 상기 절연 코팅부재는 상기 스폿 용접점들 사이, 및 상기 사이드 굴곡부에 형성된다.Preferably, the insulating coating member is formed between the spot welding points and the side bent portion.
바람직하게, 상기 제3 컨넥터는: 상기 전극 연결부를 형성할 수 있도록 중앙에 중앙 굴곡부를 가지며 서로 이격된 다수의 스폿 용접점을 가진 제3 플레이트; 및 상기 중앙 굴곡부 부근의 상기 제3 플레이트로부터 연장되고, 그 끝단에 상기 단자 연결부가 마련되며 상기 제3 플레이트 부근에 제2 사이드 굴곡부가 형성된 제4 플레이트를 구비한다.Preferably, the third connector comprises: a third plate having a central bent portion in the center thereof and having a plurality of spot welding points spaced apart from each other to form the electrode connection portion; And a fourth plate extending from the third plate in the vicinity of the central bent portion, the terminal connection part being provided at an end thereof, and a second side bent part formed in the vicinity of the third plate.
바람직하게, 상기 절연 코팅부재는 상기 스폿 용접점들 사이, 및 상기 제2 사이드 굴곡부에 형성된다. Preferably, the insulating coating member is formed between the spot welding points and the second side bent portion.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 전지팩은, 둘 또는 그 이상의 단위 전지들 상호간에 전기적으로 병렬 연결되고, 둘 또는 그 이상의 단위 전지들 상호간의 전기적으로 직렬 연결된 코어 팩; 상기 단위 전지들과 보호회로모듈을 전기적으로 연결하기 위해 각각의 단위 전지의 전극들에 연결될 수 있는 전극 연결부, 상기 보호회로모듈의 단자들에 연결될 수 있는 단자 연결부, 및 적어도 하나의 굴곡부를 가진 본체를 포함하고, 상기 전극 연결부와 상기 단자 연결부를 제외한 상기 본체에 코팅된 절연 코팅부재를 포함하는 컨넥터를 구비한다. A preferred battery pack of the present invention for achieving the above object is a core pack electrically connected in parallel between two or more unit cells, and electrically connected in series between two or more unit cells; A main body having an electrode connecting portion that can be connected to the electrodes of each unit cell to electrically connect the unit cells and the protection circuit module, a terminal connection portion that can be connected to the terminals of the protection circuit module, and at least one bent portion And a connector including an insulation coating member coated on the main body except for the electrode connection part and the terminal connection part.
본 발명에 따른 전지팩 및 컨넥터는 다음과 같은 효과를 가진다.The battery pack and the connector according to the present invention have the following effects.
첫째, 종래기술에 따른 전지팩에 사용되었던 내부 절연용 테이프들 및 뱅크 사이에 개재되는 스페이서 패드 등의 사용을 배제시키고 이들의 기능들을 대체할 수 있도록 연결부재의 주요 부분에 절연성 코팅부재(PI 코팅)가 도포된 컨넥터를 사용함으로써 부품을 단순화함은 물론 재료비를 절감할 수 있고, 공정을 신속하게 마칠 수 있다.First, an insulating coating member (PI coating) is applied to the main part of the connection member so as to eliminate the use of internal insulating tapes and spacer pads interposed between banks and replace their functions. By using) coated connectors, the components can be simplified, material costs can be reduced, and the process can be completed quickly.
둘째, 'PI 코팅'된 금속 플레이트 형태의 컨넥터들을 뱅크 사이 및 보호회로모듈에 스폿 용접에 의해 간단하게 조립할 수 있으므로, 종래기술에 따른 솔더딩 작업('pre-work(soldering)' 작업 포함)을 배제시킬 수 있으므로 작업 공수를 현저하게 줄일 수 있다.Second, 'PI-coated' metal plate-type connectors can be easily assembled by spot welding between banks and protective circuit modules, thus eliminating soldering operations (including 'pre-work (soldering)') according to the prior art. It can be eliminated, which can significantly reduce the labor.
셋째, 전술한 바와 같은 공정 단순화 및 부품 단순화에 의해 코어팩의 표준화 및 규격화가 가능해진다.Third, the core pack can be standardized and standardized by the above-described process simplification and component simplification.
본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시하는 것에 불과하며, 본 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면들에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지팩의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 어느 하나의 제1 컨넥터를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제2 컨넥터를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 제2 컨넥터를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어팩의 조립 공정을 설명하기 위한 분리 사시도이다.
도 6은 도 5의 결합 사시도이다.
도 7은 도 6의 구조를 개략적으로 설명하는 구성도이다.
도 8은 도 6의 코어팩을 벤딩시키는 과정을 설명하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 3개의 뱅크들로 구성된 코어 팩에 제2 컨넥터와 제3 컨넥터가 각각 용접되고 1차 벤딩된 상태를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 제2 컨넥터와 제3 컨넥터를 사이드 굴곡부 및 제2 사이드 굴곡부를 기준으로 2차 벤딩 시킨 상태를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 10의 구조를 개략적으로 설명하는 구성도이다.
도 12는 도 10의 코어 팩의 양 측면 뱅크들의 전극들에 한 쌍의 제1 컨넥터의 전극 연결부를 용접시키는 공정을 설명하는 사시도이다.
도 13은 도 12의 코어 팩의 양측 끝단에 한 쌍의 제1 컨넥터들이 용접된 상태에서 굴곡부를 기준으로 단자 연결부를 벤딩 시키는 공정을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13의 구조를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 15는 도 13의 코어팩을 보호회로모듈에 용접하는 공정을 도시한 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawings attached to this specification are merely illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention has been described in the drawings. It should not be construed as limited to.
1 is a perspective view schematically showing the configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating any one first connector illustrated in FIG. 1.
3 is a perspective view schematically illustrating the second connector illustrated in FIG. 1.
4 is a perspective view schematically illustrating the second connector of FIG. 1.
Figure 5 is an exploded perspective view for explaining the assembly process of the core pack according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of the combination of FIG.
7 is a configuration diagram schematically illustrating the structure of FIG. 6.
FIG. 8 is a perspective view illustrating a process of bending the core pack of FIG. 6.
FIG. 9 is a perspective view illustrating a state in which a second connector and a third connector are welded and primary bent to a core pack including three banks according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view illustrating a state in which the second connector and the third connector shown in FIG. 9 are bent secondly based on the side curved portion and the second side curved portion.
11 is a configuration diagram schematically illustrating the structure of FIG. 10.
12 is a perspective view illustrating a process of welding electrode connections of a pair of first connectors to electrodes of both side banks of the core pack of FIG. 10.
FIG. 13 is a perspective view schematically illustrating a process of bending a terminal connection part based on a bend in a state in which a pair of first connectors are welded to both ends of the core pack of FIG. 12.
14 is a configuration diagram schematically illustrating the structure of FIG. 13.
FIG. 15 is a perspective view illustrating a process of welding the core pack of FIG. 13 to a protection circuit module. FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지팩 및 이에 채용되는 컨넥터를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a battery pack and a connector employed in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지팩의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지팩(100)은 6개의 단위 전지들(B1, B2, B3)이 2P(병렬)-3S(직렬) 방식으로 배치된 코어 팩(10)과 보호회로모듈(20)이 4 개의 컨넥터들(C1, C2, C3)에 의해 전기적으로 연결된 소프트 팩을 구비한다. Referring to FIG. 1, the
코어 팩(10)은 한 쌍의 단위 전지들(B1, B2, B3)이 서로 전기적으로 병렬로 연결되어 하나의 뱅크를 형성할 수 있고, 3개의 뱅크들(B1, B2, B3)이 직렬로 연결될 수 있는 구성이다. 여기서, 각각의 단위 전지(B1, B2, B3)는 원통형 또는 각형 전지일 수 있지만, 원통형 전지를 이용하는 것이 바람직하다.In the
보호회로모듈(Protection Circuit Module)(20)은 '전지 운용 유니트(battery management unit:BMU)'로서 기능하는 것으로서, 예를 들어, 인쇄회로기판과 같이 다양한 구조로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따르면, 후술하는 바와 같이 컨넥터들(C1, C2, C3)의 단자 연결부들(32, 42, 52)과 연결되는 단자들(23, 24, 25)이 보호회로모듈(20)의 길이 방향의 대략 중앙 부근에 밀집되도록 구성된다. 즉, 보호회로모듈(20)의 단자들(23, 24, 25)은 코어 팩(10)의 최고 전압 및 최저 전압을 각각 측정하기 위한 고전압 단자(24) 및 저전압 단자(25)가 중앙에 나란히 배열되고, 그 외부에는 코어 팩의 양극 및 음극과 연결될 수 있는 양극 단자(23) 및 음극 단자(23)가 배열된 구성이다.The
각각의 컨넥터(C1, C2, C3)는 단위 전지들(B1, B2, B3)과 보호회로모듈(20)을 전기적으로 연결하기 위해 각각의 단위 전지(B1, B2, B3)의 전극들에 연결될 수 있는 전극 연결부(34, 44, 54), 보호회로모듈(20)의 단자들(23, 24, 25)에 연결될 수 있는 단자 연결부(32, 42, 52), 및 적어도 하나의 굴곡부(36, 46, 56)를 가진 본체를 구비한다. Each connector C1, C2, C3 may be connected to the electrodes of each of the unit cells B1, B2, B3 to electrically connect the unit cells B1, B2, B3 and the
본체는 순수한 니켈, 니켈 탑 또는 구리에 니켈이 도금된 니켈 합금을 이용하여 일체형의 얇은 플레이트(예, 두께-약 0.15mm, 폭-약 5.0mm) 구조로 제조되는 것이 바람직하다. 본체는 전극 연결부(34, 44, 54)와 단자 연결부(32, 42, 52)를 제외한 본체의 실질적으로 모든 부분에 코팅된 절연 코팅부재(60)를 구비한다. The body is preferably made of a monolithic thin plate (eg, thickness-about 0.15 mm, width-about 5.0 mm) structure using a nickel alloy plated with pure nickel, nickel top or copper nickel plated. The main body has an insulating
절연 코팅부재(60)는 예를 들어, 폴리이미드(PI) 등과 같은 재질로 본체의 표면에 코팅된 코팅층을 포함한다. 본체에 코팅된 절연 코팅부재(60)의 폭은 대략 7.0mm 이하인 것이 바람직하다. 절연 코팅부재(60)는 종래기술에 따른 코어팩의 조립에서 사용되었던 절연 스페이서 및/또는 시트 등을 배제시킬 수 있다. 왜냐하면, 절연 코팅부재(60)는 컨넥터(C1, C2, C3)의 본체가 굴곡부(36, 46, 56)에 의해 굴곡되어 코어 팩의 측면 방향 배열의 단위 전지들이 상호 병렬방식으로 연결될 때, 양극 단자만을 별도로 노출시키지 않더라도 종래의 절연 스페이서의 기능을 할 수 있을 뿐만 아니라, 단위 전지들의 자체 케이스와의 절연 시트의 기능도 하기 때문이다. 따라서, 절연 코팅부재(60)가 컨넥터(C1, C2, C3)의 본체에 일체로 구현된 본 발명에 따르면, 종래기술에 따른 절연 스페이서 및/또는 시트에 소요되는 부품 비용 및 조립 시간을 단축시킬 수 있다. 한편, 절연 코팅부재(60)에 사용되는 코팅 재료는 폴리이미드에 한정되지는 않으며, 현재 알려져 있거나 앞으로 알려지게 될 그 어떤 절연재료를 포함하는 것은 당업자가 잘 이해할 수 있을 것이다. The
각각의 컨넥터(C1, C2, C3)의 전극 연결부들(34, 44, 54)과 단자 연결부들(32, 42, 52)은 단위 전지들(B1, B2, B3)의 상응하는 전극들과 보호회로모듈(20)의 상응하는 단자들(23, 24, 25)에 스폿 용접될 수 있다. 또한, 각각의 전극 연결부(34, 44, 54)는 스폿 용접용 슬릿(S:도 2 내지 도 4 참조)을 구비한다. 슬릿(S)은 스폿 용접의 작업성을 향상시키기 위한 것으로서, 슬릿(S)의 형상 및 크기는 용접 성능을 증대시키기 위해 적절히 변경될 수 있음은 당업자에 의해 명백하다. The
본체에 형성된 굴곡부(36, 46, 56)는 본체의 소정 부위의 양 측면에 그 폭 방향으로 오목하게 인입 형성된 한 쌍의 라운드형 홈 구조를 포함한다. 굴곡부(36, 46, 56)는 코어 팩을 구성하기 위해 컨넥터(C1, C2, C3)의 필요 부분을 굴곡하기 용이하도록 하기 위한 것이다. 또한 굴곡부(36, 46, 56)는 전술한 라운드형 홈 구조 이외에 삼각형, 사각형 등과 같은 홈, 본체의 폭방향으로 형성되는 칼자국 등과 같은 슬릿 구조, 기타 본체의 굴곡을 용이하게 하는 다른 구조 등과 같이 얇은 니켈 및 그 위에 코팅된 절연 코팅부재와 함께 본체를 접기 용이한 그 어떤 구조를 포함할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. The
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지팩용 컨넥터들(C1, C2, C3)는 아래에서 설명되는 바와 같이, 3개의 서로 다른 구조를 가진 컨넥터들로 대별될 수 있으며, 이러한 컨넥터들은 측면방향 및 길이방향 배열의 단위전지들을 연결하여 전지팩의 구성을 할 때, 적절한 취사 선택에 의해 모든 유형의 단위 전지 배열 구성을 만들어낼 수 있다. 이러한 컨넥터들(C1, C2, C3)은 코어 팩의 표준화 및 규격화를 보다 더 간단하고 보다 더 단순하게 구현할 수 있다. 즉, 3개의 컨넥터들(C1, C2, C3)은 조립된 코어 팩(10)의 양측 끝단 뱅크의 전극들에 연결될 수 있는 한 쌍의 제1 컨넥터들(C1)과, 단위 전지들(B1, B2, B3)의 중첩되는 뱅크들의 사이를 각각 연결할 수 있는 제2 컨넥터(C2) 및 제3 컨넥터(C3)로 구분된다. 여기서, 각각의 제1 컨넥터(C1)는 코어 팩(10)의 양측 끝단의 뱅크들(B1, B3)의 전극들과 보호회로모듈(20)의 양극 단자(23) 또는 음극 단자(23) 사이를 각각 연결하고, 제2 컨넥터(C2) 및 제3 컨넥터(C3)는 인접하는 뱅크들에 형성된 단위 전지들(B1, B2, B3)의 중첩 연결 전극들과 보호회로모듈(20)의 고전압 단자(24) 또는 저전압 단자(25) 사이를 각각 연결한다.Battery pack connectors (C1, C2, C3) according to a preferred embodiment of the present invention can be divided into three having a different structure, as described below, these connectors are lateral and longitudinal When configuring the battery pack by connecting the unit cells of the array, it is possible to produce all types of unit cell array configuration by selecting the appropriate cooking. These connectors C1, C2, and C3 can implement standardization and standardization of core packs more simply and more simply. That is, the three connectors C1, C2, and C3 are a pair of first connectors C1 that can be connected to electrodes of both end banks of the assembled
도 2는 도 1에 도시된 어느 하나의 제1 컨넥터를 개략적으로 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating any one first connector illustrated in FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 컨넥터(C1)는 코어 팩(10)의 어느 하나의 끝단 뱅크(B1, B3)로부터 코어 팩(10)의 길이 방향의 대략 중심으로 연장되는 연장부(38)를 구비하고, 연장부(38)의 일 끝단에는 전극 연결부(34, 44, 54)가 형성되고 다른 끝단에는 단자 연결부(32, 42, 52)가 형성된다. 그리고, 제1 컨넥터(C1)에 형성된 굴곡부(36, 46, 56)는 전극 연결부(34, 44, 54) 부근에 형성된다. 여기서, 절연 코팅부재(60)는 연장부(38)에만 폴리이미드 코팅되고, 전극 연결부(34, 44, 54)와 단자 연결부(32, 42, 52)에는 절연 코팅부재(60)가 코팅되지 않는다.1 and 2, the first connector C1 extends from one of the end banks B1 and B3 of the
제1 컨넥터(C1)의 전극 연결부(34, 44, 54)는 연장부(38)의 일 끝단으로부터 대략 135도 각도로 경사지게 돌출되며, 조립된 코어 팩(10)의 끝단에 존재하는 뱅크의 한 쌍의 양극들 또는 한 쌍의 음극들에 각각 스폿 용접될 수 있는 두 개의 슬릿들(S)이 형성된다. 또한, 제1 컨넥터(C1)의 단자 연결부(32)는 연장부(38)의 다른 끝단으로부터 대략 90도 각도로 돌출되어 있으며, 각각 보호회로모듈(20)의 양극 단자(23) 또는 음극 단자(23)에 스폿 용접된다. 제1 컨넥터(C1)의 연장부(38)는 코어 팩(10)을 구성하는 뱅크들(B1, B2, B3)의 개수에 따라 그 길이가 결정될 수 있다. 즉, 제1 컨넥터(C1)의 굴곡부(36)는 연장부(38)의 대부분의 길이가 코어 팩(10)과 나란하게 위치되도록 하고 전극 연결부(34)가 그로부터 소정 간격 이격되어 굴곡되어 위치될 수 있도록 연장부(38)의 소정 부위에 형성된다.The
도 3은 도 1에 도시된 제2 컨넥터를 개략적으로 도시한 사시도이다.3 is a perspective view schematically illustrating the second connector illustrated in FIG. 1.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제2 컨넥터(C2)는 전극 연결부(44)를 형성하고 중앙에 중앙 굴곡부(46a)를 가지며 서로 이격된 슬릿 형태의 4개의 스폿 용접점(S)을 가진 제1 플레이트(41), 및 제1 플레이트(41)의 일 끝단으로부터 연장되고, 그 끝단에 단자 연결부(42)가 마련되며 제1 플레이트(41) 부근에 사이드 굴곡부(46b)가 형성된 제2 플레이트(43)를 구비한다. 여기서, 제1 플레이트(41)와 제2 플레이트(43)는 일체로 구성되며 제1 플레이트(41)의 길이 방향에 대한 제2 플레이트(43)는 실질적으로 약 135도 각도로 연장되는 것이 바람직하다. Referring to FIGS. 1 and 3, the second connector C2 forms an
제2 컨넥터(C2)에 있어서, 절연 코팅부재(60)는 중앙 굴곡부(46a)를 포함하는 스폿 용접점들(S) 사이, 및 사이드 굴곡부(46b)에 형성된다. 따라서, 제2 컨넥터(C2)의 중앙 굴곡부(46a)는 제1 플레이트(41)의 길이 방향의 실질적으로 중앙에 형성되고, 절연 코팅부재(60)는 제1 플레이트(41)에 형성된 4개의 스폿 용접점들(S) 사이를 서로 완전히 절연시킬 수 있도록 3개 부위에 마련된다. 한편, 절연 코팅부재(60)는 사이드 굴곡부(46b)를 포함하여 제2 플레이트(43)의 전체 영역에 걸쳐 도포된다. 다만, 제2 컨넥터(C2)의 단자 연결부(42)에는 절연 코팅부재(60)가 도포되지 않음은 전술한 바와 같다. 또한, 제2 컨넥터(C2)의 중앙 굴곡부(46a)는 코어 팩(10)을 구성하기 위해 제1 플레이트(41)를 대략 180도 각도로 굴곡시켜 서로 중첩될 수 있고, 사이드 굴곡부(46b) 역시 90도 각도로 굴곡될 수 있다. 따라서, 각각의 스폿 용접점들(S) 사이와 제2 플레이트(43)의 전체 영역에 걸쳐 절연 코팅부재(60)가 도포되어 있으므로 이러한 절연 코팅부재(60)는 중앙 굴곡부(46a) 및 사이드 굴곡부(46b)의 굴곡 작업시 인접한 뱅크들(B2, B3)에 형성된 각각의 전극들 및 제2 플레이트(43)가 단위 전지의 케이스 사이를 절연시킬 수 있다. In the second connector C2, the insulating
도 4는 도 1의 제2 컨넥터를 개략적으로 도시한 사시도이다.4 is a perspective view schematically illustrating the second connector of FIG. 1.
도 1 및 도 4를 참조하면, 제3 컨넥터(C3)는 전극 연결부(54)를 형성하고 중앙에 중앙 굴곡부(56a)를 가지며 서로 이격된 4개의 스폿 용접점(S)을 가진 제3 플레이트(51), 및 제3 플레이트(51)의 중앙 굴곡부(56a) 부근으로부터 연장되고, 그 끝단에 단자 연결부(52)가 마련되며 제3 플레이트(51) 부근에 제2 사이드 굴곡부(56b)가 형성된 제4 플레이트(53)를 구비한다. 여기서, 제3 플레이트(51)와 제4 플레이트(53)는 일체로 구성되며 제3 플레이트(51)의 길이 방향에 대한 제4 플레이트(53)는 실질적으로 약 45도 각도로 연장되는 것이 바람직하다. Referring to FIGS. 1 and 4, the third connector C3 forms an
제3 컨넥터(C3)에 있어서, 절연 코팅부재(60)는 중앙 굴곡부(56a)를 포함하는 스폿 용접점들(S) 사이, 및 제2 사이드 굴곡부(56b)에 형성된다. 따라서, 제3 컨넥터(C3)의 중앙 굴곡부(56a)는 제3 플레이트(51)의 길이 방향의 실질적으로 중앙에 형성되고, 절연 코팅부재(60)는 제3 플레이트(51)에 형성된 4개의 스폿 용접점들(S) 사이를 서로 완전히 절연시킬 수 있도록 3개 부위에 마련된다. 한편, 절연 코팅부재(60)는 제2 사이드 굴곡부(56b)를 포함하여 제4 플레이트(53)의 전체 영역에 걸쳐 도포된다. 다만, 제3 컨넥터(C3)의 단자 연결부(52)에는 절연 코팅부재(60)가 도포되지 않음은 전술한 바와 같다. 또한, 제3 컨넥터(C3)의 중앙 굴곡부(56a)는 코어 팩(10)을 구성하기 위해 제3 플레이트(51)를 대략 180도 각도로 굴곡시켜 서로 중첩될 수 있고, 제2 사이드 굴곡부(56b) 역시 90도 각도로 굴곡될 수 있다. 따라서, 각각의 스폿 용접점들(S) 사이와 제4 플레이트(53)의 전체 영역에 걸쳐 절연 코팅부재(60)가 도포되어 있으므로 이러한 절연 코팅부재(60)는 중앙 굴곡부(56a) 및 제2 사이드 굴곡부(56b)의 굴곡 작업시 인접한 뱅크들(B1, B2)에 형성된 각각의 전극들 및 제4 플레이트(53)가 단위 전지의 케이스 사이를 절연시킬 수 있다.In the third connector C3, the insulating
한편, 제2 컨넥터(C2)의 단자 연결부(42)는 보호회로모듈(20)의 고전압 단자(24)에 연결되고, 제3 컨넥터(C3)의 단자 연결부(52)는 보호회로모듈(20)의 저전압 단자(25)에 연결된다. Meanwhile, the
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지팩(소프트 팩)을 구성하는 공정을 도면들을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a process of configuring a battery pack (soft pack) according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1차 용접 공정Primary welding process
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지팩(소프트 팩)의 조립 공정을 설명하기 위한 분리 사시도이고, 도 6은 도 5의 결합 사시도이고, 도 7은 도 6의 구조를 개략적으로 설명하는 구성도이다.5 is an exploded perspective view illustrating an assembly process of a battery pack (soft pack) according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 6 is a combined perspective view of FIG. 5, and FIG. 7 schematically illustrates the structure of FIG. 6. It is a block diagram.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 단위 전지들의 양극들이 도 5의 상부를 향하는 제1 뱅크(B1), 한 쌍의 단위 전지들의 음극들이 도 5의 상부를 향하는 제2 뱅크(B2), 및 한 쌍의 단위 전지들의 양극들이 도 5의 상부를 향하는 제3 뱅크(B3)가 각각 나란하게 측면 방향으로 배치된 상태에서, 제2 컨넥터(C2)의 제1 플레이트(41)에 마련된 전극 연결부(34, 44, 54)의 스폿 용접점들(S)이 각각 제2 뱅크(B2)의 음극들과 제3 뱅크(B3)의 양극들에 접촉될 수 있도록 제2 컨넥터(C2)를 제2 뱅크(B2)와 제3 뱅크(B3) 상단에 위치시키고, 제3 컨넥터(C3)의 제3 플레이트(51)에 마련된 전극 연결부(54)의 스폿 용접점들(S)이 각각 제1 뱅크(B1)의 음극들과 제2 뱅크(B2)의 양극들에 접촉될 수 있도록 제3 컨넥터(C3)를 제1 뱅크(B1)와 제2 뱅크(B2)의 하단에 위치시킨다. First, as shown in FIG. 5, a first bank B1 having positive electrodes of a pair of unit cells facing the top of FIG. 5, and a second bank B2 having negative electrodes of a pair of unit cells facing the top of FIG. 5. ) And the third banks B3 facing the upper portions of the pair of unit cells are arranged in the lateral direction side by side, respectively, provided in the
이어서, 미도시된 스폿 용접기를 이용하여 8개의 스폿 용접점들(S)에서 스폿 용접을 실시 한다. 보다 구체적으로, 제2 컨넥터(C2)의 4개의 스폿 용접점들(S)을 제2 뱅크(B2)의 2개의 음극들과 제3 뱅크(B3)의 두 개의 양극들 사이를 용접하고, 제2 컨넥터(C2)의 4개의 스폿 용접점들(S)을 제1 뱅크(B1)의 2개의 음극들과 제2 뱅크(B2)의 2개의 양극들 사이를 용접한다. 여기서, 제2 컨넥터(C2)와 제3 컨넥터(C3)의 용접 순서는 중요하지 않으며, 사용되는 지그의 형태, 작업자의 선호에 따라 변경될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.Subsequently, spot welding is performed at eight spot welding points S using a spot welder not shown. More specifically, the four spot welding points S of the second connector C2 are welded between two cathodes of the second bank B2 and two anodes of the third bank B3, and Four spot welding points S of the second connector C2 are welded between two cathodes of the first bank B1 and two anodes of the second bank B2. Here, those skilled in the art will understand that the welding order of the second connector C2 and the third connector C3 is not important and may be changed according to the type of jig used and the operator's preference.
1차 벤딩 공정1st bending process
도 6 및 도 7을 참조하면, 상술한 바와 같이 1차 용접이 완료되면, 제2 컨넥터(C2)와 제3 컨넥터(C3)는 각각 코어 팩(10)의 상단에 제1 플레이트(41)와 제3 플레이트(51)가 용접되어 있고, 이 상태에서, 제2 플레이트(43)와 제4 플레이트(53)는 도 6의 지면을 향하는 방향으로 돌출되어 있다.6 and 7, when the primary welding is completed as described above, the second connector C2 and the third connector C3 are respectively connected to the
다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 뱅크(B1)의 양극들과 제2 뱅크(B2)의 음극들이 멀어지고, 제1 뱅크(B1)의 음극들과 제2 뱅크(B2)의 양극들이 서로 마주볼 수 있도록 제3 컨넥터(C3)의 제3 플레이트(51)에 형성된 중앙 굴곡부(56a)를 약 180도 벤딩시킴과 동시에, 제2 뱅크(B2)의 음극들과 제3 뱅크(B3)의 양극들이 마주볼 수 있고 제2 뱅크(B2)의 양극들과 제3 뱅크(B3)의 음극들이 멀어질 수 있도록 제2 컨넥터(C2)의 제1 플레이트(41)에 형성된 중앙 굴곡부(46a)를 약 180도 벤딩시킨다.Next, as shown in FIG. 8, the anodes of the first bank B1 and the cathodes of the second bank B2 are separated, and the cathodes of the first bank B1 and the anodes of the second bank B2 are separated. Bending the
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 3개의 뱅크들로 구성된 코어 팩에 제2 컨넥터와 제3 컨넥터가 각각 용접되고 1차 벤딩된 상태를 도시한 사시도이다.FIG. 9 is a perspective view illustrating a state in which a second connector and a third connector are welded and primary bent to a core pack including three banks according to an exemplary embodiment of the present invention.
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 뱅크(B1), 제2 뱅크(B2), 및 제3 뱅크(B3)는 순서대로 나란하게 길이 방향으로 배열되어 측면 방향으로 인접한 두 개의 단위 전지들이 각각 병렬로 연결되고, 길이 방향으로 3개의 단위 전지들이 직렬 연결된 코어 팩(10)이 완성된다. 여기서, 제2 컨넥터(C2)는 제2 뱅크(B2)와 제3 뱅크(B3)의 중첩부로부터 돌출되고, 제3 컨넥터(C3)는 제1 뱅크(B1)와 제2 뱅크(B2)의 중첩부로부터 돌출되어 있다. Subsequently, as shown in FIG. 9, the first bank B1, the second bank B2, and the third bank B3 are arranged in the lengthwise side by side in order so that two unit cells adjacent in the lateral direction may be formed. The
도 10은 도 9에 도시된 제2 컨넥터와 제3 컨넥터를 사이드 굴곡부 및 제2 사이드 굴곡부를 기준으로 2차 벤딩 시킨 상태를 도시한 사시도이고, 도 11은 도 10의 상태를 설명하는 개략도이다.FIG. 10 is a perspective view illustrating a state in which the second connector and the third connector shown in FIG. 9 are secondly bent based on the side bends and the second side bends, and FIG. 11 is a schematic view illustrating the state of FIG. 10.
도 9의 상태에서, 사이드 굴곡부(46b) 및 제2 사이드 굴곡부(56b)를 각각 기준으로 제2 플레이트(43)와 제4 플레이트(53)를 제2 뱅크(B2) 방향 즉, 코어 팩(10)의 길이 방향의 중앙으로 각각 약 90도 각도 굴곡시키게 되면, 제2 플레이트(43)와 제4 플레이트(53)는 코어 팩(10)의 길이 방향과 평행하게 되고, 제2 플레이트(43)에 형성된 단자 연결부(42)와 제4 플레이트(53)에 형성된 단자 연결부(52)가 제2 뱅크(B2)의 중앙 부분으로 실질적으로 모이게 된다(도 10 및 도 11 참조). In the state of FIG. 9, the
2차 용접 공정Secondary welding process
도 12는 도 10의 코어 팩의 양 측면 뱅크들의 전극들에 한 쌍의 제1 컨넥터의 전극 연결부를 용접시키는 공정을 설명하는 사시도이다.12 is a perspective view illustrating a process of welding electrode connections of a pair of first connectors to electrodes of both side banks of the core pack of FIG. 10.
도 12를 참조하면, 코어 팩(10)의 양 끝단의 전극들 즉, 제1 뱅크(B1)의 양극들 및 제3 뱅크(B3)의 음극들 주위에 각각 제1 컨넥터(C1)의 전극 연결부들(34, 44, 54)를 위치시키고 각각의 스폿 용접점들(S)을 각각 제1 뱅크(B1)의 양극들과 제3 뱅크(B3)의 음극들에 스폿 용접을 한다. Referring to FIG. 12, electrode connectors of the first connector C1 are disposed around electrodes at both ends of the
2차 벤딩 공정2nd bending process
도 13은 도 12의 코어 팩의 양측 끝단에 한 쌍의 제1 컨넥터들이 용접된 상태에서 굴곡부를 기준으로 단자 연결부를 벤딩 시키는 공정을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13의 구조를 개략적으로 설명하는 구성도이다.FIG. 13 is a perspective view schematically illustrating a process of bending a terminal connection part based on a bend in a state in which a pair of first connectors are welded to both ends of the core pack of FIG. 12, and FIG. 14 schematically illustrates the structure of FIG. 13. It is a block diagram explaining.
도 13 및 도 14를 참조하면, 제1 컨넥터(C1)의 각각의 연장부(38)가 제2 뱅크(B2) 방향으로 향하도록 굴곡부(36)를 90도 각도로 벤딩시킨다. 그러면, 연장부들(38)은 코어 팩(10)의 길이 방향 및 제2 컨넥터(C2)의 제2 플레이트(43) 및 제3 컨넥터(C3)의 제4 플레이트(53)와 각각 평행하게 되고, 제1 컨넥터(C1)의 한 쌍의 단자 연결부들(32)은 각각 제2 컨넥터(C2)의 단자 연결부(42)와 제3 컨넥터(C3)의 단자 연결부(52)와 나란하게 배열된다. Referring to FIGS. 13 and 14, the
3차 용접 공정3rd welding process
도 15는 도 13의 코어팩을 보호회로모듈에 용접하는 공정을 도시한 사시도이다.FIG. 15 is a perspective view illustrating a process of welding the core pack of FIG. 13 to a protection circuit module. FIG.
도 15를 참조하면, 미도시된 사이드 스폿 용접기를 이용하여, 도 10에 도시된 코어 팩(10)의 4개의 단자 연결부들(32, 42, 52)을 각각 보호회로모듈(20)의 4개의 단자들(23, 24, 25)에 스폿 용접시켜 소프트 팩을 완성한다. 이러한 2차 스폿 용접 과정은 종래 기술에 따라 솔더링할 경우에 발생될 수도 있었던 '솔더 아이' 등과 같은 현상을 방지할 수 있게 된다. 또한, 스폿 용접 부위가 보호회로모듈(20)의 중앙 부위에 집적되기 때문에 용접의 효율성을 높일 수 있고, 팩 조립의 규격화 및 표준화가 가능해진다.Referring to FIG. 15, four
이상에서, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.In the above, although the present invention has been described by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is described below by the person skilled in the art and the technical spirit of the present invention. Various modifications and variations are possible without departing from the scope of the appended claims.
B1, B2, B3...뱅크 C1…제1 컨넥터
C2…제2 컨넥터 C3…제3 컨넥터
20…보호회로모듈 23,24,25…단자
32,42,42…단자 연결부 34,44,54…전극 연결부
36…굴곡부 38…연장부
41…제1 플레이트 43…제2 플레이트
46a…중앙 굴곡부 51…제3 플레이트
53…제4 플레이트 56a…중앙 굴곡부B1, B2, B3 ... bank C1... 1st connector
C2... Second connector C3... 3rd connector
20...
32,42,42...
36...
41...
46a...
53 ...
Claims (28)
각각의 단위 전지의 전극들에 연결될 수 있는 전극 연결부, 상기 보호회로모듈의 단자들에 연결될 수 있는 단자 연결부, 및 적어도 하나의 굴곡부를 가진 본체; 및
상기 전극 연결부와 상기 단자 연결부를 제외한 상기 본체에 코팅된 절연 코팅부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.A core pack electrically connected in parallel between two or more unit cells, and electrically connected in series between two or more unit cells, and a battery pack connector for electrically connecting the unit cells and a protection circuit module. :
A main body having an electrode connection part connected to the electrodes of each unit cell, a terminal connection part connected to the terminals of the protection circuit module, and at least one bent part; And
Battery pack connector, characterized in that provided with an insulating coating member coated on the main body except for the electrode connection and the terminal connection.
상기 본체는 니켈로 구성된 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 1,
The main body is a connector for a battery pack, characterized in that consisting of nickel.
상기 절연 코팅부재는 폴리이미드(PI) 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 1,
The insulation coating member is a connector for a battery pack, characterized in that it comprises a polyimide (PI) coating layer.
상기 전극 연결부들과 상기 단자 연결부들은 각각 상기 전극들과 상기 단자들에 스폿 용접되는 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 1,
And the electrode connection parts and the terminal connection parts are spot welded to the electrodes and the terminals, respectively.
상기 전극 연결부들은 스폿 용접용 슬릿들을 구비하는 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 4, wherein
The electrode connector is a battery pack connector, characterized in that it comprises a spot welding slits.
상기 단위 전지는 원통형 전지인 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 1,
The unit cell is a battery pack connector, characterized in that the cylindrical battery.
상기 굴곡부는 상기 본체의 양측면에 폭 방향으로 인입 형성된 한 쌍의 홈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 1,
The bent portion includes a battery pack connector, characterized in that it comprises a pair of grooves formed in the width direction on both sides of the main body.
상기 컨넥터는:
상기 코어 팩의 양측 끝단 전극들과 상기 보호회로모듈의 단자 사이에 연결될 수 있는 한 쌍의 제1 컨넥터들, 상기 단위 전지들의 중첩 연결 전극들과 상기 보호회로모듈의 단자 사이에 연결될 수 있는 제2 컨넥터 및 제3 컨넥터로 구성되는 그룹 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 1,
The connector is:
A pair of first connectors that may be connected between both end electrodes of the core pack and the terminals of the protection circuit module, and a second that may be connected between the overlapping connection electrodes of the unit cells and the terminal of the protection circuit module. The battery pack connector, characterized in that any one of a group consisting of a connector and a third connector.
상기 각각의 상기 제1 컨넥터는:
상기 코어 팩의 어느 하나의 끝단 뱅크로부터 그 길이 방향의 중심으로 연장되는 연장부를 구비하고;
상기 연장부의 일 끝단에는 상기 전극 연결부가 형성되고 다른 끝단에는 상기 단자 연결부가 형성되며;
상기 굴곡부는 상기 전극 연결부 부근에 형성된 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 8,
Each of the first connectors is:
An extension extending from one end bank of the core pack to a center in the longitudinal direction thereof;
The electrode connection part is formed at one end of the extension part and the terminal connection part is formed at the other end;
The bent part is a battery pack connector, characterized in that formed in the vicinity of the electrode connection.
상기 절연 코팅부재는 상기 연장부에만 형성된 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.10. The method of claim 9,
The insulating coating member is a battery pack connector, characterized in that formed only in the extension.
제2 컨넥터는:
상기 전극 연결부를 형성할 수 있도록 중앙에 중앙 굴곡부를 가지며 서로 이격된 다수의 스폿 용접점을 가진 제1 플레이트; 및
상기 제1 플레이트의 일 끝단으로부터 연장되고, 그 끝단에 상기 단자 연결부가 마련되며 상기 제1 플레이트 부근에 사이드 굴곡부가 형성된 제2 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 8,
The second connector is:
A first plate having a central bent portion at a center thereof and having a plurality of spot welding points spaced apart from each other to form the electrode connection portion; And
And a second plate extending from one end of the first plate, the terminal connection part being provided at an end thereof, and a second plate having side bends formed near the first plate.
상기 절연 코팅부재는 상기 스폿 용접점들 사이, 및 상기 사이드 굴곡부에 형성된 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 11,
The insulating coating member is a battery pack connector, characterized in that formed between the spot welding, and the side bent portion.
상기 제3 컨넥터는:
상기 전극 연결부를 형성할 수 있도록 중앙에 중앙 굴곡부를 가지며 서로 이격된 다수의 스폿 용접점을 가진 제3 플레이트; 및
상기 중앙 굴곡부 부근의 상기 제3 플레이트로부터 연장되고, 그 끝단에 상기 단자 연결부가 마련되며 상기 제3 플레이트 부근에 제2 사이드 굴곡부가 형성된 제4 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 8,
The third connector is:
A third plate having a central bent portion at a center thereof and having a plurality of spot welding points spaced apart from each other to form the electrode connection portion; And
And a fourth plate extending from the third plate near the central bent portion, the terminal connecting portion being provided at an end thereof, and a fourth plate having a second side bent portion near the third plate.
상기 절연 코팅부재는 상기 스폿 용접점들 사이, 및 상기 제2 사이드 굴곡부에 형성된 것을 특징으로 하는 전지팩용 컨넥터.The method of claim 13,
The insulating coating member is a battery pack connector, characterized in that formed between the spot welding, and the second side bent portion.
상기 단위 전지들과 보호회로모듈을 전기적으로 연결하기 위해 각각의 단위 전지의 전극들에 연결될 수 있는 전극 연결부, 상기 보호회로모듈의 단자들에 연결될 수 있는 단자 연결부, 및 적어도 하나의 굴곡부를 가진 본체를 포함하고, 상기 전극 연결부와 상기 단자 연결부를 제외한 상기 본체에 코팅된 절연 코팅부재를 포함하는 컨넥터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A core pack electrically connected in parallel between two or more unit cells, and electrically connected in series between two or more unit cells;
A main body having an electrode connecting portion that can be connected to the electrodes of each unit cell to electrically connect the unit cells and the protection circuit module, a terminal connection portion that can be connected to the terminals of the protection circuit module, and at least one bent portion And a connector including an insulation coating member coated on the main body except for the electrode connection part and the terminal connection part.
상기 본체는 니켈로 구성된 것을 특징으로 하는 전지팩.16. The method of claim 15,
The main body is a battery pack, characterized in that consisting of nickel.
상기 절연 코팅부재는 폴리이미드(PI) 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.16. The method of claim 15,
The insulating coating member is a battery pack, characterized in that it comprises a polyimide (PI) coating layer.
상기 전극 연결부들과 상기 단자 연결부들은 각각 상기 전극들과 상기 단자들에 스폿 용접되는 것을 특징으로 하는 전지팩.16. The method of claim 15,
And the electrode connection parts and the terminal connection parts are spot welded to the electrodes and the terminals, respectively.
상기 전극 연결부들은 스폿 용접용 슬릿들을 구비하는 것을 특징으로 하는 전지팩.The method of claim 18,
The electrode connection portion is a battery pack, characterized in that provided with spot welding slits.
상기 단위 전지는 원통형 전지인 것을 특징으로 하는 전지팩.16. The method of claim 15,
The unit cell is a battery pack, characterized in that the cylindrical battery.
상기 굴곡부는 상기 본체의 양측면에 폭 방향으로 인입 형성된 한 쌍의 홈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.16. The method of claim 15,
The bent portion battery pack, characterized in that it comprises a pair of grooves formed in the width direction on both sides of the main body.
상기 본체는:
상기 코어 팩의 양측 끝단 전극들에 연결될 수 있는 한 쌍의 끝단 플레이트들; 및
상기 단위 전지셀들의 중첩부들에 연결될 수 있는 다수의 중첩 플레이트들을구비하는 것을 특징으로 하는 전지팩.16. The method of claim 15,
The main body is:
A pair of end plates that may be connected to both end electrodes of the core pack; And
And a plurality of overlapping plates which may be connected to overlapping portions of the unit battery cells.
각각의 상기 끝단 플레이트는:
상기 코어 팩의 어느 하나의 끝단으로부터 그 길이 방향의 중심으로 연장되는 연장부를 구비하고;
상기 연장부의 일 끝단에는 상기 전극 연결부가 형성되고 다른 끝단에는 상기 단자 연결부가 형성되며;
상기 굴곡부는 상기 전극 연결부 부근에 형성된 것을 특징으로 하는 전지팩.The method of claim 22,
Each said end plate is:
An extension portion extending from one end of the core pack to a center in the longitudinal direction thereof;
The electrode connection part is formed at one end of the extension part and the terminal connection part is formed at the other end;
The curved part is a battery pack, characterized in that formed in the vicinity of the electrode connection.
상기 절연 코팅부재는 상기 연장부에만 형성된 것을 특징으로 하는 전지팩.The method of claim 23, wherein
The insulating coating member is a battery pack, characterized in that formed only in the extension.
어느 하나의 상기 중첩 플레이트는:
중앙 굴곡부가 중앙에 형성된 중첩부; 및
상기 중첩부의 일 끝단에 연결되고, 상기 단자 연결부가 타단에 형성되며 상기 중첩부 부근에 형성된 돌출 굴곡부를 가진 제1 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지팩.The method of claim 22,
Either of the overlap plate is:
An overlapping portion formed at the center of the central bending portion; And
And a first protrusion connected to one end of the overlapping part, the terminal connecting part being formed at the other end and having a protruding bent part formed near the overlapping part.
상기 절연 코팅부재는 상기 돌출부, 상기 중앙 굴곡부, 및 상기 전극 연결부의 각각의 스폿 용접점 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 전지팩.The method of claim 25,
The insulating coating member is a battery pack, characterized in that formed between the spot welding point of each of the protrusion, the center bent portion, and the electrode connecting portion.
다른 하나의 상기 중첩 플레이트는:
중앙 굴곡부가 중앙에 형성된 중첩부; 및
상기 중접부의 중앙에 연결되고, 상기 단자 연결부가 타단에 형성되며 상기 중첩부에 접근되어 형성된 제2 돌출 굴곡부를 가진 제2 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지팩.The method of claim 22,
The other overlapping plate is:
An overlapping portion formed at the center of the central bending portion; And
And a second protrusion having a second protrusion having a second protrusion, which is connected to the center of the fold and is formed at the other end of the terminal connection portion and approaches the overlapping portion.
상기 절연 코팅부재는 상기 제2 돌출부, 상기 제2 돌출 굴곡부, 및 상기 전극 연결부의 각각의 스폿 용접점 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 전지팩. The method of claim 27,
The insulating coating member is a battery pack, characterized in that formed between the spot welding spot of each of the second protrusion, the second protrusion bent, and the electrode connecting portion.
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